Question

【题目】某研究性学习小组的同学利用下图来验证某铜银合金完全溶解于浓硝酸对生成的气体除NO2外还含有NO，并测定合金中铜的质量分数。已知常温下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4晶体。

(1)写出A中铜与硝酸反应的一个化学方程式________________________。

(2)反应前先打开A部分的活塞K，持续通入一段时间的N2，理由是_______________。若装置中缺少B部分，会影响验证的结果，其原因是____________________。

(3)反应结束后，打开活塞K2，并通入O2，若有NO产生，则D产生的现象是_________。

(4)实验测得的数据如下：合金质量15.0g，13.5mol/LHNO340mL；实验后A溶液：V=40 mL，c(H+)=1.0mol/L，假设反应中硝酸无挥发也没有分解。则反应中消耗的HNO3物质的量为____________mol。

(5)利用A装置中反应后溶液也可确定铜的质量分数，方法是取出A中的反应的溶液，向其中加入足量的_____溶液，然后进行的操作的步骤分别是____________________。

Answer 1

【答案】 Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O或3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑ 排除装置中的空气，防止干扰验证性实验， 部分NO2与水作用生成NO干扰验证性实验 有红棕色气体生成 0.5 盐酸 过滤、洗涤、干燥、称量

【解析】(1)A中铜与硝酸反应的一个化学方程式可以是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O或3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑。(2)通入氮气是排除装置中的空气，避免生成的一氧化氮气体被氧化为二氧化氮；B装置是利用浓硫酸的吸水性吸收气体中的水蒸气避免在C中冷却后水和二氧化氮反应生成一氧化氮。(3)A中的反应停止后，打开D中的活塞K2再通入氧气，若反应中确有NO产生，一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮。(4)硝酸的总的物质的量是13.5mol/L×0.04L＝0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以参加反应的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.50mol；(5)由于银离子能与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以方法是取出A中的反应的溶液，向其中加入足量的盐酸溶液，然后过滤、洗涤、干燥、称量即可。